Proteinler, önemli işlevleri nedeniyle beslenme, tıbbi ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu derste, belirli bir proteinin ne kadar büyük miktarlarda üretildiğini öğreneceğiz.
Bu dersin sonunda, hakkında bilgi sahibi olacaksınız
Rekombinant DNA teknolojisi , büyük miktarlarda spesifik bir protein üretmenin önemli bir yoludur. Birden fazla kaynaktan gelen genetik materyali bir araya getirmek ve genomda doğal olarak bulunmayan DNA dizilerini oluşturmak için genetik rekombinasyonun kullanılmasını içerir. Rekombinant DNA teknolojisi ile üretilen proteinler R e birleştirici Proteinlerdir.
Rekombinant DNA (rDNA) , iki veya daha fazla DNA dizisinin birleşiminden oluşan bir DNA dizisidir. Genetik rekombinasyon doğal olarak meydana gelen bir süreçtir, ancak yapay olarak manipüle edildiğinde buna rekombinant DNA teknolojisi denir. Bilim adamları, rDNA teknolojisini kullanarak, normal koşullar ve çevresel koşullar altında doğal olarak var olmayacak yeni DNA dizileri oluşturabiliyorlar.
Ortaya çıkan rekombinant DNA, içinde bir hedef proteinin genlerinin klonlandığı bir plazmitten oluşur. Plazmid, bir konak ekspresyon sistemine eklendiğinde, konağın kendi protein sentez yolları, rekombinant protein olarak adlandırılan, tercih edilen proteinin ekspresyonu ile sonuçlanacaktır. Bu, araştırma, teşhis ve hatta terapötik kullanımlar için belirli bir proteinden büyük miktarlarda sağlar.
Proteinleri doğal kaynaklarından basitçe izole etmek, artan protein talebini karşılayamaz. Rekombinant DNA teknolojisi, büyük miktarlarda protein elde etmek için daha verimli bir yöntem sağlar.
İlaç geliştirme veya araştırmalarında kullanılabilecek bir dizi rekombinant protein türü vardır. Bunlardan bazıları kemokinler, interferonlar, koloni uyarıcı faktörler ve büyüme faktörleridir.
Rekombinant proteinler, örneğin insan insülini gibi bazı güncel terapötikleri geliştirmek için kullanılır. Son zamanlarda onaylanan rekombinant protein ilaçları, kanser, otoimmün hastalıklar ve genetik bozukluklar dahil olmak üzere çok çeşitli durumları tedavi etmek için kullanılmaktadır.
Teknolojideki önemli ilerlemeler, rekombinant proteinlerin büyük ölçekte ekspresyonunu ve izolasyonunu sağlamıştır. Enzim, antikor veya aşı üretimi gibi büyük ölçekli uygulamalar için gerekli olan protein miktarı oldukça fazladır. Bu, proteinin eksprese edildiği sistemin kültürünün ve bakımının kolay olması, hızla büyümesi ve büyük miktarlarda protein üretmesini gerektirir. Bu gereksinimler, protein ifade sistemlerinin keşfine yol açtı.
Çeşitli protein ekspresyon sistemleri türleri bakteri, maya, böcek veya memeli sistemleridir.
Rekombinant DNA teknolojisi, yabancı bir DNA'nın, sonunda yabancı DNA'nın amplifikasyonuna yol açan, bir organizmanın kendi kendini kopyalayan bir genetik elemanına transferini içerir.
Şu anda, rekombinant DNA yapmak için üç ana yöntem vardır:
1. Transformasyon – Yabancı bir DNA parçası kesilir ve genellikle bir plazmit olan bir vektöre eklenir. Daha sonra elde edilen vektör, yabancı DNA fragmanının ifade edildiği E.coli bakterisi gibi bir konakçı hücreye konur. Bakteri hücresinin yabancı DNA'yı alma işlemine transformasyon denir.
2. Bakteriyel olmayan dönüşüm – Bakterileri konakçı hücre olarak kullanmaz. Bir örnek, yabancı bir DNA'nın doğrudan alıcı hücrenin çekirdeğine enjekte edildiği DNA mikroenjeksiyonudur. Biyolistik , yabancı DNA'nın alıcı hücreye bombalanmasına yardımcı olmak için yüksek hızlı mikro mermilerin kullanıldığı bir yöntemdir.
3. Faj girişi – Faj girişinde, yabancı DNA'yı konak hücreye aktarmak için bir faj kullanılır ve sonunda yabancı DNA içeren faj DNA'sı konak hücrenin genomuna eklenir.
Rekombinant DNA teknolojisi, ilgilenilen proteinin özelliklerinin manipüle edilmesine izin verir. Bu açılardan, rekombinant DNA teknolojisi ve rekombinant proteinler faydalıdır. Bununla birlikte, rekombinant DNA teknolojisinin kullanımının güvenliği ve etiği konusunda bazı endişeler vardır.
